• 한국소프트웨어감정평가학회 논문지
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• 제17권2호
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• pp.47-57
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• 2021

뉴로모픽 기술은 인간의 뇌 구조와 연산과정을 하드웨어로 모방하는 기술로 기존 인공지능 기술의 단점을 보완하기 위하여 제안되었다. 뉴로모픽 하드웨어 기반의 IoT 응용을 개발하기 위해 NA-IDE가 제안되었으며, NA-IDE에서 SNN 모델을 구현하기 위하여 일반적으로 많이 사용되는 입력 데이터를 SNN모델에 사용할 수 있도록 변환이 필요하다. 본 논문에서는 이미지 데이터를 SNN 입력으로 사용하기 위하여 스파이크 시계열 패턴으로 변환하는 신경코딩 방식의 인코더 컴포넌트를 구현하였다. 디코더 컴포넌트는 SNN 모델이 스파이크 시계열 패턴을 생성하는 경우, 출력된 시계열 데이터를 다시 이미지 데이터로 변환하도록 구현하였다. 디코더 컴포넌트는 출력 데이터에 인코딩 과정과 동일한 매개변수를 사용한 경우, 원본 데이터와 유사한 정적 데이터를 얻을 수 있었다. 제안된 인코더와 디코더를 사용한다면 image-to-image나 speech-to-speech와 같이 입력 데이터를 변환하여 재생성하는 분야에 사용할 수 있을 것이다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제48권3호
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• pp.376-392
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• 2020

우리나라는 울릉도 및 제주도를 포함한 전국에서 흰개미에 의한 목조 문화재의 피해가 보고되어 있다. 흰개미에 의한 피해를 감소시키고자 훈증처리나 토양에 약물을 처리하여 살충 및 방충을 하는 것이 대부분이며 비용과 안전성의 문제로 인해 점점 처리하는 횟수가 감소하는 추세이다. 이런 상황을 대처하기 위해 새로운 방법이 필요한 실정이므로 전남 신안에서 채집한 흰개미에서 일개미만 선별하여 효소를 추출한 후 목재 구성성분인 cellulose와 hemicellulose의 xylan을 기질로 하여 효소 활성을 측정한 결과, 분자량이 큰 cellulose 보다 xylan에서 흰개미 장내 효소의 활성이 크게 나타났다. 그러므로 본 연구에서는 xylan을 기질로 하여 흰개미 장내 효소의 활성을 억제하는 약용식물 추출물 600여 종을 탐색한 결과, 용뇌, 마황, 박하뇌에서 억제효과가 크게 나타났다. 선별된 용뇌(Borneolum Syntheticum), 마황(Ephedra sinica), 박하뇌(Menthol) 추출물은 흰개미 장내 효소의 활성을 억제할 뿐만 아니라 직접 처리한 결과에서도 살충활성 및 섭식 저해 효과가 있음을 확인하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권5호
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• pp.197-206
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• 2014

운동심상(Motor imagery) 기반의 뇌-컴퓨터 인터페이스(Brain-computer Interface)는 주로 뇌전도(Electroencephalography, EEG)를 이용하여 사용자의 자발적인 운동 의지를 읽는 기술로 최근 주목받고 있다. 이 중에서도 피실험자의 운동 의지를 정확히 해석하기 위해 감각운동 영역(sensorimotor area)의 일부분에서 나타나는 ${\mu}$-대역(8-13Hz)의 전위 감소 현상인 event related desynchronization(ERD)을 분석하는 연구가 많이 진행되고 있다. 하지만 EEG는 공간 해상도가 낮고 사용자에 따라 ERD가 발생하는 주파수 대역이 다소 차이가 있어 추정에 어려움이 있다. 이에 대한 개선 방법의 하나로서 공간 필터를 구현하는 common spatial pattern (CSP)과 필터 뱅크(filter bank)를 결합한 형태인 discriminative filter bank common spatial pattern(DFBCSP)이 제안되었다. 그러나 DFBCSP는 EEG 신호의 평균 전력(power)의 Fisher ratio를 이용하여 사용자에 따른 효과적인 주파수 대역을 포함하는 discriminative filter bank(DFB)를 구성하여 분류 정확도를 향상시켰지만 ERD의 공간 패턴이 나타나는 적절한 필터를 선택하지 않는 경우가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 EEG 신호의 평균전력 대신 CSP의 특성 벡터를 이용하여 DFB를 구성하는 방법을 제안한다. 기존의 방법과 제안한 방법의 필터 선택 결과와 분류 정확도 분석을 통해 CSP 특성 벡터가 DFB 구성에 더욱 효과적임을 보인다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권12호
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• pp.277-284
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• 2013

뇌파의 위상동기 특성의 해석은 뇌기능 정보 처리 네트웍의 이해에 있어서 중요한 요소이다. 본 연구에서는 위상동기 성능을 분석하기 위하여 시간 국부화 기능을 갖는 웨이블렛 변환방법, 힐버트변환 방법, 복소복조방법을 백색잡음혼입한 뇌파 중심주파수 대역신호에 합성한 모의 데이터와 실제 뇌유발전위에 적용하여 위상옵셋, 위상변화 시점, 대역간 상호간섭을 분석하였다. 모의데이터와 실제 데이터에 대하여 웨이블렛 변환방법이 ${\delta}$, ${\theta}$, ${\alpha}$ 대역신호 분할과 위상동기 성능 분석에 가장 우수 하였으며, 복소복조 방식은 큰 혼입잡음 환경에서는 사용에 한계점이 있었으나 위상변화 시점의 검출에는 좋은 성능을 보였다. 실제 데이터에 대하여 추정한 위상변화시점과 위상옵셋은 복소복조방법이 가장 좋은 성능을 보였다. 실험 관측을 통하여 뇌파의 위상동기 현상의 해석에 웨이블렛 방식이 자장 적절하였으며, ${\delta}$ 대역 이상신호에 대한 위상동기 응용에는 복소복조 방법도 사용될 수 있을 것이다. 특히 웨이블렛 방식과 복조복조방식은 간접적으로 위상변화 시점을 검출하여 뇌기능의 변화시점 추정에 응용될 수 있을 것이다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.185-193
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• 2015

본 연구의 목적은 임상에서 사용하고 있는 뇌 자극 훈련인 N-BACK 프로그램을 뇌졸중 환자들에게 적용하여 인지, 시지각, 우울, 불안과 일상생활활동에 미치는 임상적 효과를 증명하고자 하는 것이다. 이를 증명하기 위해 뇌졸중으로 진단받고 유병기간이 6개월 이상인자로 한국판 정신상태판별검사(MMSE-K)에서 18~23점으로 인지기능 손상이 의심되는 자로써 무작위로 실험군과 대조군 각각 10명씩 선정하였다. 연구자 1인의 진행 하에 임상경력 5년 이상의 숙련된 치료사 8명에 의해 연구가 진행되었으며, 4주간 주 5회 1일 30분, 총 20회를 실시하였다. 그 결과 뇌졸중 환자에게 뇌 자극 훈련인 N-BACK 프로그램을 적용한 실험군이 대조군보다 인지, 시지각, 우울, 불안과 일상생활활동 기능 향상에 긍정적인 결과를 보였다. 이 연구로부터 얻은 결과들은 뇌졸중 환자의 인지, 시지각, 우울 및 불안의 향상을 위해 N-BACK 프로그램을 적용하면 환자의 재활에 긍정적인 효과가 있음을 기대할 수 있고, 그로 인해 일상생활 활동이 보다 독립적으로 향상될 것으로 기대할 수 있다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.253-259
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• 2017

현재 뇌손상환자에게 시행되고 있는 재활치료들은 훈련 환경이 단조롭고 긴 시간 동안 단순하고 반복적인 운동으로 인해 흥미와 참여도가 떨어져 훈련 효율이 저하된다는 문제가 제기되었다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 상지 재활훈련을 위해 상지에서 측정되는 근전도 신호와 모션센서를 기반으로 하는 웨어러블 장치와 모바일 게임을 결합한 새로운 재활 프로그램 개발을 제안함으로 위에서 제기된 문제를 해결하고자 하였다. 개발된 웨어러블 장치는 밴드 형태로 제작되어 신체에 쉽게 착용 및 해체가 가능하고, 모바일 게임은 웨어러블 장치로부터 측정되는 근전도 신호를 통하여 인식되는 움켜잡는 행동(grasp motion)과 모션센서를 통하여 인식되는 굴곡(flexion), 신전(extension), 외전(abduction), 내전(adduction)을 반영하여 게임을 통한 재활훈련이 가능하도록 설계되었으며, 난이도 조절을 통한 환자 개개인에 적합한 맞춤형 재활환경을 제공할 수 있도록 하였다. 개발된 프로그램을 상지 재활이 필요한 14명의 뇌손상 환자를 대상으로 적용한 후, 설문조사를 통한 유용성 평가를 진행한 결과 개발된 재활프로그램이 기존 재활프로그램보다 흥미가 있었고 재활훈련 간 지루하지 않았다고 응답하였고, 추후 개발된 프로그램 재사용에 대한 의지를 보였다.

• 한국광학회지
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• 제33권6호
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• pp.331-337
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• 2022

비탄성적 산란에 의한 빛의 방출 현상을 이용한 라만 분광법 기술은 무표지 방식으로 분자를 식별하는 기술로 바이오 의학 및 재료 산업에 이르기까지 다양한 분야에서 연구되고 있다. 광프로브 기반 라만 분광기는 국소 부위의 화학 분석을 최소 침습 방식으로 측정할 수 있어 수술 중 실시간 진단 기술로 적용할 수 있는 가능성을 내포하고 있다. 본 연구에서는 화학 물질의 농도별 변화에 따른 라만 신호의 변화를 살펴보아 라만 실험 장치의 캘리브레이션을 진행하였으며, 정상 쥐와 아밀로이드 베타 플라크가 축적된 5xFAD 치매성 돌연변이 모델의 대뇌 조직을 대상으로 라만 신호 특성을 측정 및 비교 분석하여 알츠하이머씨 병의 진단을 위한 가능성을 탐구하였다. 또한 대표적인 치매 원인 물질인 아밀로이드 베타에 대한 라만 신호 측정을 병행하여 치매 진단에 대한 적용을 교차 검증하였다. 본 라만 분광법 연구를 통해 치매 진단에 있어 기존문진 검사 및 뇌 영상 진단을 대체하여 정밀하게 판별할 수 있는 하나의 진단 지표로서의 가능성을 보았으며, 추후 뇌신경계뿐만 아니라 인체의 다양한 장기 및 질병에 적용시켜 물리·공학·화학 등 다양한 연구분야에서의 원천기술로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국가축번식학회지
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• 제25권4호
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• pp.389-397
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• 2001

CART는 leptin에 의해 조절되는 포식인자이며 섭식과 운동 습성에 관계된 것으로 알려져 있다. 사람의 CART Leu34Phe 돌연변이는 비만의 표현형을 나타내었지만, 생쥐의 CART 돌연변이는 일반사료의 섭취 후 급격한 체중증가를 나타내지는 않았다 생체 내 신경세포에서 CART의 역할을 확인하기 위한 새로운 형질전환 모델을 확립하고자 분화하는 신경세포의 유전자 발현을 조절하는 NF-L promoter와 CART의 재조합 발현 벡터를 구축하였다. 형질전환 생쥐는 유전자 미세 주입법에 의하여 생산되었으며, PCR과 Southern blot의 방법으로 확인하였다. 이러한 형질전환 생쥐에서 CART의 과 발현을 수정 후 13.5일째 초기 배아와 생후 6주째 형질전환 생쥐의 뇌와 척수에서 확인하였다. 본 연구의 결과는 섭식 관련 유전자들이 상호 연관된 섭식행동에서 CART의 역할을 연구하는데 모델 동물로써 이용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제40권6호
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• pp.1567-1579
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• 2023

Sucralose는 식품 분야에서 sucrose 대체물로 사용되며 세계적으로 승인된 무열량 고강도 인공 감미료이다. 하지만 감미료가 뇌에 미치는 영향에 대한 조사는 미비하여 본 연구에서 scopolamine으로 유발된 기억력 손상 동물모델에서 sucralose 단기 섭취가 인지 및 기억 보호 효과를 가지는지 확인하였다. Sucralose 2, 5, 10 mg/kg를 경구투여하였으며 30분 후 대조군, 약물군에 scopolamine (1mg/kg) 복강투여를 진행하였고 정상군에는 식염수로 복강투여 후 행동실험을 수행하였다. 결과적으로 Y-maze, passive avoidance, Morris water maze에서 대조군과 비교해 10% 이상의 인지기능이 회복되는 결과를 도출하였다. 또한, 전염증성 사이토카인을 측정한 결과 sucralose가 IL-6와 TNF-α를 30% 이상 억제하는 것을 보였으며 세포 내 신호 메커니즘으로 ERK-CREB의 발현량을 관찰한 결과 농도 의존적으로 증가하였다. 따라서 sucralose는 건망증 환자의 예방과 치료를 위한 기능성 식품과 관련이 있다고 시사된다.

• 방송공학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.602-611
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• 2008

지금까지 TV, 영화, 광고 등 미디어콘텐츠 제작에서 사운드디자인은 스토리를 전달하는 청각효과측면에서 전문가의 경험적 느낌에 의하여 주로 진행되었으며, 수용자가 느끼는 시청각적 효과를 적용키 위한 정량적 연구와 검증은 아직 취약한 실정이다. 본 연구에서는 미디어콘텐츠 제작에서 사운드디자인설계의 차이가 수용자에게 미치는 커뮤니케이션 효과의 차이를 알아보고자 시도한 비 동등성 대조군 전후 유사실험 연구이다. 연구방법은 60초의 TV광고영상을 음악으로만 디자인한 실험영상(A트랙)과, 음향효과와 음악으로 디자인한 실험영상(B트랙)을 시청하는 동안 뇌파측정을 통하여 얻어진 뇌 지수(Brain Quotient)를 비교 분석하여, 어떠한 사운드 디자인 설계가 수용자의 커뮤니케이션 효과에 차이가 있는가를 알아보았다. 그 결과, 첫째, 인지효과의 해당 뇌지수인 주의지수(ATQ)를 A트랙과 B트랙을 비교한 결과 A트랙이 B트랙보다 높은 활성화 차이를 보였다. 이는 음악위주의 사운드 디자인이 음향효과디자인보다 수용자에게 더 높은 관심과 집중도를 보였다고 해석할 수 있다. 둘째, 감성효과에 해당하는 정서지수(EQ)를 A트랙과 B트랙 비교결과 A트랙이 B트랙보다 높은 활성화를 보였다. 이 역시 음악위주의 사운드디자인이 음향효과위주의 디자인보다 정서적으로 감성효과가 높게 관여한다는 것을 의미한다. 셋째, 기억활성효과에 해당하는 뇌 활성지수(ACQ)는 A트랙과 B트랙 비교결과 B트랙 군보다 A트랙 군이 약간의 차이가 있었으나 유의하지는 않았다. 이번 실험을 통하여 지금까지 강한 집중을 위해서는 음향효과디자인이, 정서적인 감정은 음악디자인이 관여도가 높다는 기존의 연구에서, TV광고음향의 한정이 있기는 하나 집중도에서 음악디자인이 오히려 효과가 높을 수 있으며, 정서적인 관여는 역시 음악디자인이 효과가 높다는 결론을 얻을 수 있었다. 다만 기억활성도에서 유의한 차이가 없었던 점은 피험자숫자를 늘리는 등 계속적 연구가 필요하다. 본 연구는 미디어콘텐츠에서 사운드디자인설계가 수용자에게 미치는 커뮤니케이션효과의 영향을 뇌파측정을 통하여 정량적으로 알아 본 것에 의의가 있으며, 사운드디자인제작현장의 기초 자료로 활용될 수 있음을 기대한다.